GONDOLKODTATÓ TERMÉSZETTUDOMÁNY-TANÍTÁS

(1)

GONDOLKODTATÓ TERMÉSZETTUDOMÁNY-TANÍTÁS

Korom Erzsébet Csiszár Imre

Kisiskoláskor

M·ZAIK

Ez a kötet elsősorban azoknak a tanítóknak lehet a segítségére, akik arra vállalkoznak, hogy kisiskoláskorú gyermekeknek szerveznek természet- tudományos foglalkozásokat, de hasznos olvasmány lehet tanító vagy tanár szakos hallgatóknak, és természetismeretet tanító pedagógusok számára is.

A kötetben a gondolkodás és a tudományos megismerés korai fejlesztési lehetőségeit tárgyaló bevezető fejezeteket követően 40, többségében kipró- bált foglalkozás részletes leírása is megtalálható, amelyek fókuszában a tudatos gondolkodásfejlesztés lehetősége áll. A szerzők reménye, hogy az itt bemutatott tartalmak bátorítást adnak a tanítóknak ahhoz, hogy maguk is összeállítsanak és használjanak hasonló foglalkozásterveket. A kö- tet melléklete a természettudományokban alapvetően fontos fogalmakat igyekszik közérthetően, szemléletesen – kifejezetten a természettudományos szakirányú képzettséggel nem rendelkező pedagógusoknak – bemutatni.

Mozaik Kiadó

6701 Szeged, Pf. 301, Tel.: (62) 470-101 www.mozaik.info.hu • kiado@mozaik.info.hu

Kisiskoláskor

GONDOLKODTATÓ TERMÉSZETTUDOMÁNY-TANÍTÁS • KISISKOLÁSKOR

Módszertani sorozatunk a Magyar Tudományos Akadémia Tantárgy-pedagógiai Kutatási Programjának keretében alakult MTA-SZTE Természettudomány Tanítása Kutatócsoportban végzett kutatás és fejlesztés eredményeit mutatja be.

GONDOLKODTATÓ TERMÉSZETTUDOMÁNY-TANÍTÁS

A sorozat további kötetei:

Korom Erzsébet Nagy Lászlóné

Biológia

E kötet célja, hogy elősegítse a természettudományos gondolkodás biológia tantárgyi tartalomhoz kötött tudatos fejlesztését. A természettudományos gondolkodás összetevői közül azokra fókuszál, amelyek segítik a biológia- tudomány tantárggyá szervezett ismeretanyagának megértését, mindennapi szituációkban való alkalmazását és a tudományos kutatás módszereinek megismerését. Számos, a biológiaórákba, szakköri foglalkozásokba beépít- hető feladatot, foglalkozástervet, módszertani ötletet kínál az analógiás, a kritikai és a valószínűségi gondolkodás, valamint a kutatási készségek fejlesztéséhez. A tanulói tevékenységek tudatos tervezését, szervezését a fejlesztendő készségek, képességek és az alkalmazott módszerek – mint például a szóanalógia-feladatok, a disputa, a kutatásalapú tanulás, a prob- lémaalapú tanulás vagy a játék – elméleti háttérének összefoglalásával is támogatja. A kötetben szereplő feladatok, foglalkozástervek többségét valós osztálytermi szituációban is sikerült kipróbálni, így a pozitív tapasztalatok tükrében a szerzők bátran ajánlják azokat a kollégáknak.

Biológia

M·ZAIK

Mozaik Kiadó 6701 Szeged, Pf. 301, Tel.: (62) 470-101

www.mozaik.info.hu • kiado@mozaik.info.hu GONDOLKODTATÓ TERMÉSZETTUDOMÁNY-TANÍTÁS • BIOLÓGIA

Korom Erzsébet Radnóti Katalin

Fizika

E kötet a fizika eredményes tanulásához és tanításához kíván hozzájárulni annak megmutatásával, hogy miként lehet a gondolkodásfejlesztést beépí- teni a diákok tanulási folyamataiba. Ehhez változatos, 21. századi, mind az általános, mind a középiskolai fizikatananyaghoz illeszkedő tevékeny- ségeket tartalmaz módszertani ajánlásokkal együtt. Kiemelten foglalkozik a természettudományos és a kutatási szemlélet kérdéskörével, és példákat hoz arra, miként lehet azokat a fizikatanításban érvényesíteni nemcsak a kísérletezés, hanem a feladatmegoldás és a fizikatörténet tanulmányozása során is. A kötetben számos feladat szerepel az Excel programcsomag alkal- mazására, a függvényillesztések felhasználására, amelyekkel megmutatható a diákok számára, hogy a fizikai törvényszerűségek nem egyszerűen meg- tanulandó képletek, hanem ténylegesen függvénykapcsolatok. Újszerű a tudománytörténeti szövegek, illetve a közelmúltban megjelent fizikai vonatkozású hírek feldolgozási módja, valamint a történeti írások eseté- ben az eredeti mérési adatok feldolgozása, ábrázolása is.

Fizika

M·ZAIK

www.mozaik.info.hu • kiado@mozaik.info.hu GONDOLKODTATÓ TERMÉSZETTUDOMÁNY-TANÍTÁS • FIZIKA

Korom Erzsébet Németh Veronika

Kémia

Ez a feladat- és foglalkozásgyűjtemény elsősorban kémiatanárok számára készült, de haszonnal forgathatják tanítók, tanárjelöltek és mindazok a pe- dagógusok, akik természetismeretet tanítanak. A szerzők szándéka szerint a kötetben közreadott gondolkodásfejlesztő feladatok és a kutatásalapú ta- nulást támogató foglalkozások arra inspirálják a tanárokat, hogy maguk is szerkesszenek és alkalmazzanak hasonlókat. A gondolkodásfejlesztés és a tudományos megismerés kémiatanítási vonatkozásait tárgyaló fejezeteket követően a feladatokat, foglalkozásterveket – módszertani ajánlásokkal el- látva – az alsó tagozattól a középiskoláig korosztályonként csoportosították a szerzők. Külön fejezetben találhatók a tanórán kívüli alkalmakra szánt feladatok. A kötet végén az olvasók egy, a kutatócsoportban fejlesztett online vegyszer- és kísérlet-adatbázist ismerhetnek meg, amely tanácsaival az iskolai kísérletezés technikai részét hivatott segíteni.

Kémia M·ZAIK

www.mozaik.info.hu • kiado@mozaik.info.hu GONDOLKODTATÓ TERMÉSZETTUDOMÁNY-TANÍTÁS • KÉMIA

Korom Erzsébet Veres Gábor

KOMPLEX

természettudomány

Komplex természettudomány

A 21. század első évtizedei az életünk szinte minden területén mélyreható változásokat hoztak. A pedagógiai rendszerek csak lassan képesek alkalmazkodni ezekhez, de a fordulat elkerülhetetlen. A tanár által összeállított és átadott ismeretcsomag helyett fontosabbá vált a tudásépítés, a tanulók aktív részvétele a tanulási folyamatban. Az információs társadalomban felértékelődött a kritikai gondolkodás, a kreativitás és a kommunikáció képessége. A természettudományos nevelésben olyan jelenségek, problémák kerültek középpontba, amelyek vizsgálata nem szűkíthető le egyetlen tudományterületre. A kötetben bemutatott feladatok és foglalkozások a mindennapi élet kontextusaiba ágyazódnak. Kiemelt céljuk a komplex látásmód, a rendszerszintű gondolkodás fejlesztése, a természettudomány tényekre alapozott megismerési módjának bemutatása. A kipróbálás tapasztalatai arra is rámutattak, hogy megfelelő tanári támogatás mellett a tanulók érdeklődve, aktívan és egymással is együttműködve dolgoztak a feladatokon.

M·ZAIK

www.mozaik.info.hu • kiado@mozaik.info.hu GONDOLKODTATÓ TERMÉSZETTUDOMÁNY-TANÍTÁS • KOMPLEX TERMÉSZETTUDOMÁNY

(2)

(3)

GONDOLKODTATÓ TERMÉSZETTUDOMÁNY-TANÍTÁS

Mozaik Kiadó - Szeged, 2020

Kisiskoláskor

Módszertani kézikönyv

(4)

Szerzők: Csiszár Imre, Molnár Milán, Papp Katalin, Sós Katalin, Nagy Anett, Z. Orosz Gábor,

Korom Erzsébet Szerkesztők: Korom Erzsébet

Csiszár Imre

Szakmai lektor: Fűzné Kószó Mária – főiskolai docens Szegedi Tudományegyetem JGYPK Alkalmazott Pedagógiai Intézet Tanítóképző Tanszék

A kötet elkészítését a Magyar Tudományos Akadémia Tantárgy-pedagógiai Kutatási Programja támogatta.

ISBN: 978 963 697 843 3

Copyright: Mozaik Kiadó – Szeged, 2020

(5)

BEVEZETÉS

Kedves Olvasó! Kedves Kolléga!

Van egy régi mondás, miszerint: Egy éhes embernek jobban segítünk azzal, ha meg- tanítjuk halat fogni, mintha adunk neki egy halat. Ezen gondolatot szem előtt tartva indultunk el, és kötetünkkel a „külvilág” számára is látható lépést próbáltunk tenni ezen az úton. Szeretnénk megosztani azokat a tapasztalatokat, melyeket az elmúlt években gyűjtött össze az a formálódó szakmai közösség, amelynek tagjai a SzeReTeD Laborban, a Szent-Györgyi Albert Agórában, a Mobilisben és a Szegedi Tudomány- egyetem különböző egységeiben keresték a lehetőséget a kisiskolások természet- tudományos tudásának, gondolkodásának fejlesztésére. Az itt szerzett tapasztalatokra is alapozva hoztuk létre az MTA-SZTE Természettudomány Tanítása Kutatócsoportban a Természettudomány gyermekeknek munkacsoportot.

Kiadványunkkal elsősorban az a célunk, hogy szakmai segítséget nyújtsunk azoknak a kollégáknak, akik kisiskolások természettudományos nevelésével foglalkoznak.

Szeretnénk hozzásegíteni őket ahhoz, hogy munkájuk tudatos gondolkodásfejlesz- tő tevékenységgé formálódjon, mellyel jelentősen hozzájárulhatnak tanítványaik fej- lődéséhez.

Az első fejezetben a gyermekkori természettudományos nevelés céljáról és felada- tairól gyűjtöttük össze gondolatainkat. Bemutatjuk röviden a PISA- és a TIMSS-vizs- gálatokat, és ezek eredményei alapján ránézünk az elmúlt két évtized tendenciáira.

Ezt követően ismertetünk néhány példát arra, hogyan jelenik meg a gyermekkori természettudomány-tanítás más országok (USA, Finnország, Japán, Kína) tanterve- iben és gyakorlatában. Végezetül a kisiskoláskori természettudományos nevelés hazai kereteit tekintjük át mind a tanórai, mind pedig a tanórán kívüli színterek be- mutatásával.

A második fejezet talán nehéz olvasmánynak tűnik, de a kötet megkerülhetetlenül fontos eleme. A célja annak érzékeltetése, hogy kisiskoláskorban a támogató, tudatos oktatás hatására lényeges fejlődés következhet be a gyerekek gondolkodásában, fogalmi rendszerében, a világ megismerésére használt módszereiben. A fejezetben elsőként a tudományos megismerés folyamatát mutatjuk be, majd áttekintjük a ter- mészettudományos gondolkodás jellemzőit. Ezt követően korcsoportonként foglal- juk össze a gyermekkori tanulás és gondolkodás alapvető jellemzőit, valamint a tu- dományos megismerést és gondolkodást elősegítő, a gyerekekkel tanórán és tanórán kívül is alkalmazható tevékenységeket. A fejezet zárásaként annak lehető- ségeire mutatunk be példákat, hogy kisiskoláskorban miként lehet fejleszteni a ku- tatási készségeket kutatásalapú tanulással.

5

(6)

A harmadik és a negyedik fejezetben olyan – nagyrészt kipróbált – foglalkozások leírása található meg, amelyek lehetőséget teremtenek a tanulók megfigyelési, kí- sérletezési, gondolkodási, kommunikációs és szociális készségeinek fejlesztésére, valamint néhány alapvető természettudományos fogalom megértésének előkészí- tésére. A harmadik fejezetben található húsz foglalkozás akár írni és olvasni nem tudó gyermekekkel is elvégezhető. A negyedik fejezetben ismertetett további húsz foglalkozást akkor javasoljuk alkalmazni, ha már némi jártasságot szereztek a gyermekek a kísérletező tevékenységben, mivel ezek között vannak olyanok is, melyek nagyobb figyelmet igényelnek, illetve méréseket is tartalmaznak.

A kötetben található foglalkozások elkészítéséhez nyújtott tanácsaiért köszönetet mondunk Besenyei Edit, Özvegy Judit és Vass-Józsa Katalin kolléganőknek. A fog- lalkozások kipróbálásban nyújtott közreműködésért, és eközben megfogalmazott jobbító javaslataiért Bondor Mónika és Csótiné Láng Mariann tanítónőknek mondunk köszönetet. A mellékletben található fogalomgyűjtemény elkészítése során nyújtott hathatós közreműködésért Győri István tanár úrnak tartozunk köszönettel.

Köszönjük a kötet szakmai lektorának, Fűzné Kószó Máriának a kézirat átolvasása során megfogalmazott hasznos észrevételeit. Köszönjük Kléner Judit és Molnár Ka- talin munkáját a projekt szervezési feladatainak ellátásában.

Végezetül köszönjük azoknak a bizalmát, akik kézbe veszik a kötetet. Reméljük, hasznos olvasmány lesz számukra, és aktív cselekvés követi majd az olvasást. Ehhez kívánunk tartalmas pillanatokat és sok szép élményt!

Szeged, 2020 tavasza

Korom Erzsébet és Csiszár Imre

(7)

Papp Katalin Nagy Anett Z. Orosz Gábor

A KISISKOLÁSKORI

TERMÉSZET TUDOMÁNYOS NEVELÉS CÉLJA, FELADATA ÉS KERETEI

1. fejezet

(8)

„A lángészhez a gyermek áll a legközelebb.”

Lánczos Kornél Miért felejt el kérdezni a kíváncsi, minden iránt érdeklődő gyerek az iskolai oktatás- ban előre haladva? A természet miért válik izgalmak tárházából érdektelen informá- cióhalmazzá? Ami kihívás volt a gyermekkori játékban, miért válik nyűggé a tanulás- ban? Úgy gondoljuk, hogy a természettudományos érdeklődés nemcsak a társa dalom egy szűk rétegének veleszületett sajátja, hanem mindnyájunkban megtalálható tu- lajdonság. Egy óvodás vagy kisiskolás gyermek jellemző attitűdje a folyamatos te- vékenység és kérdezés, naiv nyitottság a világra. A kisgyermekeknek még elegendő önbizalmuk van az új dolgok kipróbálására. Nem feszélyezi őket semmi, nem jönnek zavarba, és nem félnek hibázni. A kreatív emberek egész életükben megőrzik ezeket a tulajdonságokat. Az a gyermek, akit kreativitásra bátorítanak, valószínűleg ilyen is marad, és képes hatékonyan alkalmazkodni a változó világhoz. Ebben a fejezetben a gyermekkori, kisiskoláskori természettudományos nevelés jelentőségére és felada- taira igyekszünk rámutatni egy rövid nemzetközi és hazai kitekintéssel.

A TERMÉSZETTUDOMÁNYOS NEVELÉS PROBLÉMÁI, A VÁLTOZÁS FELTÉTELEI

A Rocard-jelentés¹

Több mint tíz éve, 2007-ben jelent meg az ún. Rocard-jelentés, ami áttekintette az európai természettudományos nevelés helyzetét, és igyekezett megoldást talál- ni arra a problémára, hogy egyre csökken a fiatalok érdeklődése a természettudo- mányok és a matematika iránt. Ez nemcsak a kutatás és fejlesztés utánpótlását veszé lyezteti, de egyéb társadalmi problémákat is okoz, ha az iskola nem tud kellő- en felkészíteni a hétköznapi életben való boldogulásra. Az Európai Bizottság által felkért munkacsoport Michael Rocard vezetésével igyekezett javaslatokat tenni a problémák megoldására (Rocard, Csermely, Jorde, Lenzen, Walberg-Henriksson,

& Hemmo, 2007) . A jelentésben hivatkoznak többek között az OECD Evolution of student interest in science and technology elemzésére, ami a természettudományok iránti attitűdök alakulásában kiemeli a kisgyermekkori tudományos tapasztalatok szerepét, de arra is rámutat, hogy „bár a kisgyermekekben megvan a természetes kíváncsiság a természettudományok iránt, a hagyományos formális oktatás elfojt-

1 A Rocard-jelentés magyarul Csíkos Csaba fordításában az Iskolakultúra 2010, 12. számában olvasható.

http://epa.oszk.hu/00000/00011/00153/pdf/2010-12.pdf

A Rocard-jelentés megjelenése kapcsán készült interjú Csermely Péterrel a Fizikai Szemle 2007, 9–10. számában található. http://fizikaiszemle.hu/archivum/fsz0710/Rocard-jelentes.pdf

(9)

9 1. | A kisiskoláskori természet tudományos nevelés célja, feladata és keretei

hatja ezt az érdeklődést, és így negatív hatással lehet a természettudományok ta- nulása iránti attitűd formálódására. A felismert okok között szerepel az a kényel- metlen helyzet, amikor az alsó tagozatos tanárok egy része úgy tanít különböző tantárgyakat, hogy hiányzik hozzá a kellő magabiztosság és tudás. Gyakran választ- ják a hagyományos frontális oktatási stratégiát, mert ezt érzik kényelmesnek, és nem használják a kutatásalapú tanulás módszereit, amelyek mélyebb, integrált termé- szettudományi szemléletet követelnek. Így a fókusz a memorizálásra helyeződik a megértéssel szemben; emellett a nagy tananyagmennyiség kevés időt hagy az ér- telmes kísérletek számára” (Rocard, Csermely, Jorde, Lenzen, Walberg-Henriksson,

& Hemmo, 2007, p. 9; fordította Csíkos, 2010, p. 18)

Ahhoz, hogy ez a helyzet változhasson, a Rocard-jelentés a pedagógusok módszer- tani tudásának alakítását, a tanító- és tanárképzés fejlesztését javasolja. Kiemeli, hogy az oktatásban kulcsszereplők a pedagógusok, ezért az ő támogatásuk, szem- léletformálásuk alapvető feladat. Az oktatási módszerek közül elsősorban a kuta- tásalapú tanulást hangsúlyozza, ami épít a tanulók kíváncsiságára, és lehetővé teszi, hogy a tanulók tapasztalatokhoz, megfigyelésekhez jussanak, és azokat rendszerez- zék, értelmezzék.

A nemzetközi felmérések tapasztalatai

A természettudományos oktatás helyzetét, eredményességét rendszeresen jelzik a nemzetközi vizsgálatok eredményei. Az alábbiakban áttekintjük a két legnagyobb – a diákok természettudományos tudásának vizsgálatát is magában foglaló – nem- zetközi vizsgálat legfontosabb jellemzőit, melyekben az indulásuktól kezdve Ma- gyarország is részt vesz.

PISA-vizsgálatok

Az OECD (Organisation for Economic Co-operation and Development) által szervezett vizsgálat a PISA (Programme for International Student Assessment), melyet 2000 óta háromévente szerveznek. Ennek keretében a 15 éves tanulók tudását mérik az alábbi három területen: szövegértés, matematika és természettudományok.

Fontos, hogy itt elsősorban azt vizsgálják, hogy a diákok mennyire tudják a megszerzett tudásukat iskolán kívüli, hétköznapi helyzetekben alkalmazni, és milyen si- kerrel sajátítottak el olyan kompetenciákat, mint a jelenségek tudományos magya- rázata, tudományos vizsgálatok tervezése, értékelése, valamint adatok és bizo nyítékok tudományos értelmezése (OECD, 2019). Tekintettel arra, hogy ez a mérés az idősebb korosztályra vonatkozik, így itt csak egy olyan áttekintő grafikont mutatunk be, mely- ből kiolvasható a magyar diákok eredményeinek alakulása az elmúlt másfél évtized alatt (1. ábra).

(10)

1. ábra A magyar tanulók eredményei a PISA-vizsgálatokban (2000–2018)

Látható, hogy a magyar tanulók természettudományos teljesítménye a legutóbbi, 2018-as mérésben is a nemzetközi átlag (500 pont) alatt van. A korábbi mérések alapján kialakuló trend romló, illetve stagnáló tendenciát mutat. Mindez a kisisko- láskori természettudományos nevelés szempontjából azért érdekes, mert a 15 éves korban mért ismeretek és készségek megalapozásában, előkészítésében jelentős szerepe van az iskola kezdő szakaszának is.

TIMSS-vizsgálatok

Az IEA (International Association for the Evaluation of Educational Achievement) által szervezett TIMSS-vizsgálatok kezdete az 1970-es évekre nyúlik vissza. A termé- szet tudományos tudást mérő első felmérést 1970–71-ben szervezték (FISS: First International Science Study), amelyben már a magyar tanulók is részt vettek, majd 1983–84-ben megismételték (SISS: Second International Science Study), lehetővé téve a változások megfigyelését. Az 1995-ben lebonyolított harmadik vizsgálat során már a diákok matematikai tudását is mérték (TIMSS: Third International Mathematic and Science Study). Innentől kezdve a vizsgálat TIMSS néven a 4. és 8. évfolyamos tanulók matematikai és természettudományos tudásának felmérése érdekében négyévente kerül megszervezésre. A feladatsorok a részt vevő országok tanterveinek közös része alapján készülnek, így tehát az iskolában megszokott tartalmakkal és kér- déstípusokkal találkoznak a tanulók (Papp, 2001; B. Németh, Korom, & Nagy, 2012).

A TIMSS-felmérés a tendenciák követése mellett figyelemmel kíséri a tantervi kö- vetelmények megvalósulását, valamint keresi az adott időszakban legsikeresebbnek, leghatékonyabbnak mutatkozó oktatási gyakorlatokat. A tanulók és tanáraik, valamint a felmérésben részt vevő iskolák igazgatói a mérés során kérdőíveket is kitöl- tenek. Ezekben többek között a diákok családi és iskolai körülményeire, tanulási szo-

(11)

kásaira, tantárgyakhoz fűződő viszonyára, a tanári munka szakmai vonatkozásaira, valamint az iskolai-tanulási klímára vonatkozó kérdések szerepelnek. A 2015-ben zajlott felmérés eredményeit már ismerjük, a 2019-es vizsgálat eredménye 2020 decemberében lesz nyilvános. A továbbiakban néhány fontosabb eredményt eme- lünk ki a hazai összefoglaló alapján (Szalay, Szepesi, & Vadász, 2016). A további tá- jékozódást segítik a TIMSS 2015 vizsgálat hivatalos dokumentumai (Martin, Mullis, Foy, & Hooper, 2016), illetve egy korábbi, a részletes eredményeket elemző és néhány nyilvánossá tett fizikafeladatot bemutató munkánk (Papp, Flach, & Molnár, 2018).

A tudást mérő tesztek értékelése pontokkal történik, és a skálát úgy alakítják, hogy az átlag 500 pont és a szórás 100 pont legyen. Az eredmények könnyebb értelme- zése és összehasonlíthatósága érdekében képességszinteket jelölnek ki a skálán belül. A képességszintek kialakítását és leírását a feladatok nehézségének és meg- oldottságának részletes elemzése előzi meg. Mindkét évfolyam (4. és 8.) esetében négy képességszintet határoztak meg: kiváló szintű tudás 625 képességpont felett, magas szintű tudás 550–625 pont között, átlagos szintű tudás 475–550 között és alacsony szintű tudás 400–475 pont között. A 2. ábra mutatja a magyar diákok eddigi TIMSS-méréseken nyújtott teljesítményét a vizsgált két területen és életkorban.

2. ábra A TIMSS-vizsgálatok eredményei 4. és 8. évfolyamon természettudományból és matematikából (1995–2015)

Az eredmények 8. évfolyamon mindkét területen hasonló tendenciát mutatnak.

A 4. évfolyamon azonban jelentős eltérés mutatkozik. A természettudományos ered- mények jobban alakultak, a 2011-es visszaeséstől eltekintve nőtt, illetve szinten ma- radt a teljesítmény. A 2015-ös mérésben a magyar 4. évfolyamos diákok (542 pont) a 8–16. legjobb eredményt érték el. A legjobban Szingapúr (590 pont), a Koreai Köztársaság (589 pont), Japán (569 pont) és Oroszország (567 pont), Hongkong (557 pont), Tajvan (555 pont) és Finnország (554 pont) diákjai teljesítettek.

(12)

A továbbiakban a kisiskoláskori természettudományos nevelés szempontjából kiemelten fontos eredményekre koncentrálunk. Annak érdekében, hogy részletesebb képet kapjunk a 4. évfolyamos magyar tanulók tudásáról, megvizsgáljuk a teljesít- ményeket a mért tartalmi és kognitív területek szerint is (1. táblázat).

1. táblázat A magyar 4. évfolyamos tanulók természettudományos teljesítménye a TIMSS 2015 vizsgálatban (Szalay, Szepesi, & Vadász, 2016 alapján)

Terület Témakörök/Kognitív területek Arány

(%) Átlag-

pontszám

Átlagpontszám lányok fiúk

Tartalmi Élő természet- tudományok

Élőlények tulajdonságai és életfolyamatai;

Életciklusok, szaporodás, öröklődés;

Élőlények, környezet és ezek kölcsönhatásai;

Ökoszisztémák; Egészség

45 550 550 551

Élettelen természet- tudományok

Anyagok tulajdonságai és osztályozása, valamint változásai;

Az energia formái és az energia- átalakulások; Erő és mozgás

35 534 528 539 

Föld- tudomány

A Föld szerkezete, fizikai tulajdonságai és erőforrásai;

Folyamatok a Földön, ciklusok, a Föld története;

A Föld a Naprendszerben

20 535 525 545 

Kognitív

Ismeret Felidézés/felismerés; Jellemzés;

Szemléltetés példákkal 40 550 545 555 

Alkalmazás

Összehasonlítás/szembeállítás/

osztályozás; Kapcsolatba hozás;

Modellhasználat;

Információk értelmezése;

Magyarázat

40 539 534 543 

Értelmezés

Elemzés; Szintézis;

Hipotézis, előrejelzés; Tervezés;

Értékelés; Következtetés levonása;

Általánosítás; Indoklás

20 533 533 533

Természettudományos teljes teszt 542 538 546 

: A tartalmi terület pontszáma magasabb, mint a természettudomány átlagpontszáma.

: A tartalmi terület pontszáma alacsonyabb, mint a természettudomány átlagpontszáma.

: A kognitív terület pontszáma magasabb, mint a természettudomány átlagpontszáma.

: A kognitív terület pontszáma alacsonyabb, mint a természettudomány átlagpontszáma.

: A teljesítmény szignifikánsan magasabb.

(13)

A 4. évfolyamos magyar tanulók az Élő természettudományok területén jobban, míg az Élettelen természettudományok és a Földtudomány területeken az összesített 542 ponthoz képest szignifikánsabban rosszabbul teljesítettek. A kognitív területek közül az Ismeret területen jobbak, míg az Alkalmazás és az Értelmezés területeken szignifikánsan gyengébbek az eredményeik a teljes teszten elért pontszámhoz ké- pest. A fiúk és a lányok közötti különbségeket is érdemes megnézni, ez szintén lát- ható az 1. táblázatban. Az eredmények az mutatják, hogy 4. évfolyamon a teljes teszten, és több tartalmi, illetve kognitív területen is a fiúk teljesítettek jobban.

A TIMSS 2015 vizsgálatban részt vevő országok eredményeinek összehasonlítása során levonható az a következtetés, hogy „azokban az oktatási rendszerekben rejlik nagyobb potenciál, azok biztosítanak mélyebb természettudományi tudást diákjaik számára, amelyek a fizikát a másik két tudásterülettel egyenrangúan tanítják már a 4. évfolyam előtt is, és az iskolai tanórákon az összetett gondolkodásformákat megfelelőképpen fejlesztve oktatják a természettudományt” (Szalay, Szepesi, &

Vadász, 2016, p. 82).

A szülői kérdőívek elemzéséből kiderült, hogy a magyar szülők természettudomány- nyal kapcsolatos attitűdjei nem térnek el szignifikánsan a nemzetközi átlagtól, és a szülői attitűdök hasonló összefüggésben vannak a tanulói teljesítményekkel. A nagyon pozitív attitűddel rendelkező szülők gyermekei 12 ponttal teljesítenek jobban természettudományból társaiknál.

A TIMSS 2015 vizsgálat adatai alapján az is megállapítható, hogy a 4. évfolyamos magyar tanulók közül nagyon kevesen végeznek legalább minden második tanórán természettudományos vizsgálatokat, a tanulók mindössze 6%-a. A jellemző arány nemzetközi szinten 27%, de ez nem is meglepő, hiszen a hazánkban felmért 10 éves tanulók mindössze 12%-a tanul olyan iskolában, ahol természettudományi labor ta- lálható. A távol-keleti országokban ez majdnem minden tanuló számára elérhető, és a nemzetközi átlag is azt mutatja, hogy a tanulók több mint egyharmadának (38%) már ebben a korban is lehetősége van laboratóriumi munkát végezni (Szalay, Szepesi, & Vadász, 2016).

A nemzetközi felmérések, különösen a TIMSS-vizsgálatok hazai eredményei felhív- ják a figyelmet arra, lényeges, hogy a különböző természettudományos területek, témák hasonló teret kapjanak az oktatás során, valamint ne csak az ismeretek meg- tanulása, hanem azok alkalmazása és értelmezése is kiemelt cél legyen. Fontos odafigyelni a tanulók érdeklődésének felkeltésére, különösen a lányok ösztönzésé- re, támogatására. A tanulási motivációt és teljesítményt növelheti, ha rendelkezésre áll a kísérletezéshez igényes, innovatív tanítási-tanulási környezet és a szülők is po- zitívan viszonyulnak a természettudományokhoz.

(14)

KÜLFÖLDI PÉLDÁK A GYERMEKKORI TERMÉSZETTUDOMÁNYOS NEVELÉSRE

A teljesség igénye nélkül bemutatunk néhány külföldi példát arra, hogy más orszá- gokban milyen módon valósul meg a gyermekkori természettudományos nevelés.

Először az Amerikai Egyesült Államok természettudományos oktatásának alapelveit és rendszerét ismertetjük, ezt követően térünk ki arra, hogy Finnországban milyen elvek mentén tanítják a természettudományos tárgyakat, végül Ausztrália és néhány ázsiai ország természettudományos oktatásából emelünk ki sajátosságokat.

A témában a további tájékozódást több összefoglaló munka is segíti (pl. Hunya, 2016; Korom & Szabó, 2012; Osborne & Dillon, 2008).

Természettudományos oktatás az USA-ban

Az Amerikai Egyesült Államok oktatási alapelveit a közös sztenderdek határozzák meg, melyekhez az államok egyénileg készítenek tanterveket. A természettudomá- nyos nevelésben a Next Generation Science Standards (National Research Council, 2013) az iránymutató, ami az óvodától egészen a 12. évfolyam végéig közös rende- zőelv alapján rögzíti a követelményeket. A természettudományok tanítása során arra törekednek, hogy a diákok stabil, alkalmazható tudással rendelkezzenek, és moti- váltak legyenek tudásuk későbbi gyarapítása iránt. Azokra az alapismeretekre he- lyezik a hangsúlyt, melyek feltétlenül fontosak a tudomány működésének megér- téséhez és a természettudományos, mérnöki és technológiai problémák komplex, integrált szemléletű elemzéséhez. Ezen cél elérése érdekében lemondanak arról, hogy túlzottan elmélyüljenek a tudományterületek szakismereteiben.

A tudás három dimenzióját különböztetik meg: (1) szaktudományos alapismeretek (disciplinary core ideas), (2) gyakorlatok (practices), (3) interdiszciplináris tudásele- mek (crosscutting concepts). A szaktudományos alapismeretek közé olyan tudáse- lemek tartoznak, melyek egy adott szakterület megértése szempontjából elenged- hetetlenek, több évfolyamon keresztül taníthatók (egyre növekvő mélységben és komplexitásban), és kapcsolódnak a tanulók érdeklődéséhez, előzetes tapasztala- taihoz vagy a hétköznapi élethez kötődő természettudományos, technológiai prob- lémákhoz. Az ide tartozó tartalmakat a hagyományos tantárgyi besorolások helyett négy összevont területre osztják: élettelen természettudományok, élő természettu- dományok, föld- és űrtudományok, mérnöki és technológiai ismeretek. Ezek a tartalmak folyamatosan építkeznek egymásra. Például az élettelen természettudo- mányok egyik szaktudományos alapismerete az anyagszerkezettel kapcsolatos.

A gyerekek az első szakaszban, az óvodától a 2. évfolyamig, megtanulják, hogy az anyagok különböző minőségűek lehetnek és eltérő megfigyelhető tulajdonsá- gokkal rendelkezhetnek. Felismerik, hogy a tárgyak kisebb egységekből építhetők

(15)

fel. A következő szakaszban, az 5. évfolyamig megértik, hogy az anyagok apró ré- szecskékből állnak, melyek szabad szemmel nem láthatók, és megismerkednek az anyagmegmaradás törvényszerűségeivel. Megtapasztalják, hogy a megfigyelhe- tő tulaj donságok vizsgálatával lehetőség nyílik az anyagok azonosítására.

A gyakorlatok alatt azokat az ismereteket, készségeket és képességeket értik, melyek a természettudományos vizsgálatok és a technológiai fejlesztések során szük- ségesek. Ide tartozik a problémák azonosítása, kutatási kérdések feltevése; modellek fejlesztése és használata; vizsgálatok tervezése és kivitelezése; adatok elemzése és értelmezése; a matematika és az informatika eszköztárának haszná- lata; magyarázatok és megoldási javaslatok alkotása; a bizonyítékokon alapuló ér- velés; illetve az információ kezelése és kommunikálása. Ezen területek tanítása so- rán arra törekednek, hogy a diákok aktív résztvevőként maguk is bekapcsolódjanak a vizsgálatokba, ne csak halljanak, olvassanak róluk, így azokat a tanulásszervezési módszereket preferálják, melyek ezt lehetővé teszik (pl. projekt- vagy kutatásalapú tanulás). Fontos, hogy minden gyakorlatban az életkori sajátosságoknak megfelelő mélységben merülnek el. Például az első szakaszban a valós tárgyakat és a róluk készült modelleket hasonlítják össze a gyerekek, illetve egyszerű modelleket készí- tenek a mennyiségek, kapcsolatok és mintázatok megjelenítésére. A második szakaszban már összetettebb modellek alkotása is követelmény, melyek jelenségek, illetve ok-okozati összefüggések megjelenítésére is alkalmasak. Ezenkívül elvárt, hogy a tanulók azonosítsák a modellek hiányosságait, és megtanulják, hogy a modelleket különböző jelenségek előrejelzésére, illetve értelmezésére is használhatják.

Az interdiszciplináris tudáselemek teremtik meg a kapcsolatot az egyes tudomány- területek között, elősegítve ezzel a szerzett tudás elmélyítését, illetve szélesebb körű használhatóságát, transzferálhatóságát. Ezek az alábbi egységebe sorolhatók: min- tázatok; ok és okozat; skálák, arányok és mennyiségek; rendszerek és rendszermo- dellek; energia és anyag: áramlások, ciklusok és megmaradás; szerkezet és funkció;

állandóság és változás. Például a diákok megtanulják, hogy a természet, illetve az ember által alkotott tárgyak alakja összefüggésben van funkciójukkal, vagy hogy egy rendszert úgy lehet a legkönnyebben jellemezni, ha számba vesszük a kompo- nenseit és az azok között fennálló kapcsolatokat.

A három dimenzió tanítása egyszerre valósul meg. A témakörök feldolgozása során a diákok szaktudományos alapismeretei a gyakorlatok végzésén keresztül szilárdul- nak meg. A felmerülő problémák megoldása komplex megközelítésben történik, kiemelve az interdiszciplináris elemeket. Például az időjárás és az éghajlat téma- körének feldolgozása során a tanulók megismerik, hogy a tudósok különböző idő- pontokban és helyszíneken mérik az időjárásra jellemző paramétereket, és ezeket felhasználva számításokat végeznek, majd ezek alapján tudnak előrejelzéseket meg-

(16)

fogalmazni. A diákok maguk is gyűjtenek adatokat, melyeket táblázatokba és grafi- konokba szerkesztenek, majd következtetéseket vonnak le belőlük. Eközben meg- tanulják, hogy a változások megfigyelése során kirajzolódnak azok a tendenciák, melyeket előrejelzések készítéséhez lehet használni.

Az ausztrál természettudományos tanterv

Az ausztrál tanterv három, egymással összefonódó ágon tartalmazza a tudásanya- got. (1) A természettudományos megértés rész tartalmazza a szaktárgyi tudásele- meket (biológia, kémia, fizika, föld- és űrtudományok), melyeket hétköznapi élethez kötődő, releváns problémák megoldásán keresztül sajátítanak el a diákok. Fontos szempont itt is a tudás alkalmazhatósága. (2) A tudomány mint emberi törekvés eredménye elnevezésű rész a tudományok, a társadalom és a kultúra kölcsönhatá- sait mutatja be, így a diákok felismerhetik, hogy a tudományos felfedezések hogyan formálják a mindennapi életüket. (3) A természettudományos megismerés részben a tudományos vizsgálatok módszereinek elméleti ismeretei és az ezekhez tartozó készségek (kérdésfeltevés, előrejelzések alkotása, vizsgálattervezés és kivitelezés, adatgyűjtés, feldolgozás és elemzés, következtetések levonása és kommunikáció) fejlesztése jelenik meg. A természettudományok tanítása során törekedni kell arra, hogy ez a három ág egyszerre legyen jelen, összefonódásukat a diákok is megta- pasztalják és megértsék.

A témaköröket évfolyamról évfolyamra egyre mélyebben és komplexebben tárgyal- ják, mindvégig kiemelve a tudományterületek kapcsolatait, illetve a területektől füg- getlen általános jellemzőit (pl. mintázatok, rendszerek jellemzői, állandóság- és vál- tozás, energia stb.). A tananyag feldolgozása során a diákok aktívan kapcsolódnak be a tudásszerzés folyamatába. Nagyon fontos kiemelni, hogy nemcsak megismerik, hanem ki is próbálják a tudományos vizsgálatok és a technológiai fejlesztések módszereit. Ennek következtében azon túlmenően, hogy hatékonyan fejlődnek kész- ségeik, motiváló élményekkel gazdagodnak, hiszen részesülnek a felfedezés örö- mében és a természetes kíváncsiságuk is kielégítést nyerhet.

A következőkben a természettudományos nevelés egyes szakaszaiból példaként említünk meg néhány konkrét témakört. Az óvodában az időjárás tanulmányozásán keresztül azonosítják a tendenciákat, ismerkednek az állandóság és változás fogal- mával, a rendszerek összetevőivel és azok jellemzési lehetőségeivel. Felismerik az időjárás-előrejelzés jelentőségét a szélsőséges körülményekre történő felkészülés- ben. Egyszerű kísérletek segítségével vizsgálják a testek mozgását, és elemzik a kü- lönböző erősségű, irányú lökések és húzások mozgásra gyakorolt hatását. Meg- ismerik egyes állatok és növények életfeltételeit. Felismerik az összefüggéseket az élőlények szükségletei és az élőhelyük között.

(17)

Az általános iskola első két évfolyamán a hang és fény tanulmányozásán keresztül ismerkednek a hullámok alapvető jellemzőivel. Csoportosítják az anyagokat néhány tulajdonság alapján. Tanulmányozzák a szabad szemmel megfigyelhető állati és növényi szervek funkcióját, a növények növekedéséhez szükséges feltételeket, sza- porodásuk módjait. Megértik, hogy az utódok hasonlítanak a szüleikre, de nem egyez- nek meg velük teljesen. Összehasonlítják az ökológiai rendszereket az élettelen té- nyezők és a sokféleség szempontjából. Felismerik a szél és a víz felszínformáló erejét, javaslatokat gyűjtenek az erózió mérséklésére. Megfigyelik, leírják és előre jelzik néhány égitest mozgását.

Az általános iskola ötödik évfolyamáig az előző szakaszban szerzett tudásukat gya- rapítják. Az időjárás vizsgálatán keresztül elsajátítják az adatok megjelenítésének főbb módszereit (táblázatok, grafikonok készítése), felismerik az időjárási jelenségek felszínformáló hatását. Folytatják a hullámok tanulmányozását, megismerkednek az amplitúdó és a hullámhossz fogalmával, a hullámok mozgást előidéző hatásával.

Modellalkotás során felismerik, hogy egy tárgy akkor válik láthatóvá, ha a róla visz- szaverődő fénysugarak a szembe jutnak. Megtanulják, hogy az energia hang, fény, hő és elektromos áram közvetítésével juthat egyik helyről a másikra, és ütközések során adódhat át. Az energiáról tanult ismereteik alapján olyan készülékeket tervez- nek, melyek képesek az energiát egyik megjelenési formájából átalakítani egy má- sikba. Elemzik az egyensúlyi helyzetben és a nem egyensúlyi helyzetben lévő tes- tekre ható erőket. Megismerkednek a mágneses és elektromos kölcsönhatásokkal.

Megértik, hogy az anyag apró, szabad szemmel nem látható részecskékből áll. Ke- verékek készítésén keresztül vizsgálják a fizikai és kémiai változásokat. Megismerik a tömegmegmaradás törvényét. Megértik, hogy az élőlények tulajdonságainak egy része öröklött, más részüket a környezet alakítja ki. Vizsgálják a környezeti tényezők megváltozásának az életközösségekre gyakorolt hatását. Modellezik és vizsgálják a földburok, vízburok, légburok és a bioszféra kölcsönhatásait. Grafikonokat készí- tenek és adatokat értelmeznek a víz földi eloszlásával kapcsolatosan. Szemléltetik az anyag áramlását a táplálékláncokon és az élettelen környezeten keresztül. Meg- értik, hogy a növények a növekedésükhöz szükséges anyagokat a vízből és a leve- gőből szerzik, az állatok táplálékának energiatartalma pedig közvetve a napfény energiájából származik.

A finn természettudományos oktatás

Sokat hallani a finn oktatási rendszer sikereiről. Ismeretes, hogy a finn diákok ki- emelkedően teljesítenek a nemzetközi felmérésekben az olvasás-szövegértés, a matematika és a természettudomány terén egyaránt.

(18)

A kimagasló sikerek hátterét számos vizsgálat elemezte, melyek a következő meg- állapításokra jutottak. A legfontosabb, hogy minden diák a lakóhelytől, nemtől, gaz- dasági helyzettől függetlenül egyenlő esélyt kap a tanulásra. Lehetőleg mindenki a lakóhelyéhez legközelebbi iskolában tanul, mivel az iskolák színvonala egyforma.

Nincsenek elitiskolák, vagy csak hátrányos helyzetű, vagy csak sajátos nevelési igényű diákokat fogadó iskolák. A kutatók megvizsgálták a nemzetközi vizsgálatokban ka- pott átlageredmények mögötti egyéni eredményeket is, és azt kapták, hogy a kiváló eredmények mögött nincsenek igazán kiugró szélsőségek, egyszerűen magas az átlagteljesítmény. Magyarországon ugyanakkor a kevés nagyon kiemelkedő ered- mény mellett nagyon sok gyenge eredmény is van (Benedek, 2005).

A finn oktatás alapvető célja, hogy feltárja a tanulókban rejlő lehetőségeket, és se- gítse őket a képességeiknek és teljesítményüknek legmegfelelőbb életpálya meg- találásában, kiépítésében. Az oktatás ingyenes, beleértve a tankönyveket, az étkez- tetést és az utazást is. Az oktatás minden szintjén interaktív és kooperatív munka folyik. Európában ebben az országban a legrövidebb a tanítási nap, a diákok átlago- san 4-5 tanórán vesznek részt, és csak minimális mennyiségű házi feladatot kapnak. A diákok értékelése fejlődésorientált és egyénre szabott (Darázs, 2008).

Fontos kiemelni, hogy a finn természettudományos tantervben 7. évfolyamtól kezdve diszciplináris formában történik a természettudományos oktatás, míg az azt meg- előző alsóbb évfolyamokon integráltan. Egyre inkább a kísérletező, tapasztalatokon alapuló természettudományos oktatás a jellemző. Az új ismeretek feldolgozását tényleges tevékenykedtetés és a kísérletek elvégzése kíséri. Az elmúlt években egyre szorosabbá vált az együttműködés – műhelymunkák és projektek formájában – a természettudományos tantárgyak tanárai között a természettudományos okta- tás során. Nőtt a matematika és a természettudomány specializációjú osztályok száma, mely a műszaki és a természettudományos felsőoktatásba jelentkező diá- kok számának növekedésével járt.

A finn Nemzeti alaptantervet 2014-ben átdolgozták és fokozatosan vezették be.

A természettudományos tárgyak tanításában az alapvető ismeretelemek elsajátítá- sa éppolyan hangsúlyos, mint a megszerzett tudás alkalmazásának gyakorlása. Fon- tos szerepet kap a természet törvényszerűségeinek megértése, az oksági kapcsolatok meglátása, a rendszerszemléletű megközelítés (minden mindennel összefügg, egy tényező hogyan befolyásolja az egész működését). Az értékelés során megha- tározó fontosságú, hogy milyen mértékben képesek a tanulók természettudomá- nyos vizsgálatok elvégzésére, források keresésére és kritikai elemzésére, a csapat- munkában való együttműködésre, illetve az is nagy jelentőséggel bír, hogy milyen érdeklődést mutatnak az egyes témakörök iránt. A tanterv oktatási iránymutatást ad, melyre a helyi oktatási hatóságok felépítik saját helyi tantervüket. Tanfelügyelet

(19)

nincsen, a legfontosabb irányító eszköz a tanterv. Minden szakmai, minősítési és irá- nyítói funkciót a helyi közösségekre bíznak.

Finnországban rendkívül nagy a tanárok, a tanári hivatás társadalmi elismertsége.

Az egyetemeken kb. ötszörös túljelentkezés van a tanári szakra, és az egyes szakok közötti népszerőségi versenyben a tanári pálya áll az első helyen (Csapó, 2015; Bús, 2015). A pedagógusok magasan képzettek, és autonómiát kapnak módszereik ki- választásában, szabadon választhatnak könyvet, oktatási segédletet diákjaiknak. Na- gyon jól felszerelt iskolai könyvtárhálózatuk van, így gyakorlatilag minden könyv és segédanyag mindenki számára rendelkezésre áll, illetve a kiadók online szolgálta- tásait is igénybe vehetik. Az alsóbb évfolyamokon tanítók is ötéves egyetemi kép- zésen vesznek részt, mely gyakorlatorientált és gyermekközpontú.

Néhány ázsiai ország természettudományos oktatásának sajátosságai Az ázsiai országok (pl. Hong Kong, Japán, Kína) a TIMSS- és a PISA-felméréseken kiemelkedően teljesítenek a természettudományos oktatás és a matematika terén is. Sikerük okait számos kutatás vizsgálta. Néhány ország bizonyos aspektusból néz- ve sok hasonlóságot mutat, egyes elemekben azonban nagyon eltérő tanítási stra- tégiával rendelkeznek.

A tradíciók megtartása mellett egyértelműen megjelennek a nyugati hatások mind a tananyagban, mind a módszerekben, természetesen az egyes országokban kü- lönböző mértékben. A legtöbb ázsiai országban a tanárok egységes könyvekből ta- nítanak a kormány által meghatározott tantervi követelményeknek megfelelve. Kö- zös jellemző, hogy a matematika és a természettudomány kiemelt szerepet kap a tanterveikben. A jól átgondolt reformokat és a szigorú sztenderdeket a beveze- tésük után is folyamatosan fejlesztik, módosítják. Koherens, jól felépített tanterveket írnak elő, melyekben alapvetően a tartalom a meghatározó, a módszereket részben az iskolákra és a tanárokra bízzák, akik alkalmazkodnak a diákok szükségleteihez és céljaihoz.

Hong Kongban az órákat a kutatásalapú megközelítés szerint építik fel a tanárok, akiket az egyetemen ennek megfelelően képeznek. Már a tanárjelöltektől elvárják, hogy képesek legyenek mindennapi eszközökből kísérleteket összeállítani, illetve a tanulók igényeihez és érdeklődéséhez igazodva össze tudják kapcsolni a diákok hét- köznapi ismereteit a tanított ismeretekkel. Ezzel összhangban a központi tanterv csak 80%-ban határozza meg a tanított tartalmakat és módszereket, az iskolák és így a tanárok is az időkeret 20%-át a diákok igényeihez alkalmazkodva tölthetik fel tartalommal (So & Cheng, 2009).

(20)

Japán szinte minden területen (szövegértés, matematika, természettudomány) az él- mezőnyben végez a nemzetközi felmérésekben. Japán a tanulás társadalma, ahol a legkisebbektől az idősebbekig mindenki úgy gondolja, hogy a társadalmi előreju- tás egyetlen módja a tanulás és a kemény munka. A diákok kiskoruktól kezdve sa- ját magukkal szemben is nagyon komoly elvárásokat támasztanak, és a jövőjük ér- dekében folyamatosan és magas szinten teljesítenek az iskolában. A versengés a fő motiváció iskolai teljesítményükben, azonban a cél nem a másik legyőzése, hanem önmaguk fejlesztése, saját maguk jobbá válása.

A japán természettudományos oktatás meghatározó célja az alsóbb évfolyamokon a diákok kíváncsiságának és érdeklődésének felkeltése, hogy ezzel megalapozzák a felsőbb évfolyamos tanulmányaikat. Emellett a tantervben meghatározott célként szerepel a természettudomány hasznosságának hangsúlyozása és felelős állam- polgárok nevelése is (Tsukahara, é.n.).

Kínában, a világ legnagyobb oktatási rendszerében 200 millió diák tanul. A termé- szettudományos órák nagy létszámú, akár 60-70 fős osztályokban, hagyományo- san frontális oktatással és tanári demonstrációs kísérletekkel zajlanak. A természet- tudomány kiemelt szerepet kap a központi tantervekben, az első években (1–3.

évfolyam) egy általános tantárgy részeként, míg a következő három évben (4–6.

évfolyam) integrált természettudományként (Price, 2015). A középiskola alsó éve- iben pedig az iskolától, illetve a diákok igényeitől függően a természettudomány ta- nítása egyes iskolákban integrált, míg másokban választható a biológia, kémia vagy a fizika tantárgyak egyike.

A 2002-ben bevezetett reform az eddigi tantárgyközpontú tudás helyett a használ- ható tudás megszerzésére helyezte a hangsúlyt. A 2006-os újabb reformban meg- hirdettek egy 15 évre szóló tervet, mely két alappilléren nyugszik: a természettudo- mányos műveltség növelésén és az élethosszig tartó tanulás fontosságának hangsúlyozásán (Jenkins, 2008). Ennek érdekében bevezettek egy új tantárgyat is, melynek összefoglaló neve STS (Science, Technology, Society), vagyis a természet- tudomány, a technika és a társadalom kapcsolata. Ez a tantárgy alapvetően a diákok hétköznapi tapasztalataira épít, illetve a megszerzett tudás alkalmazásának fontos- ságára (Gao, 2004).

A tanterv alsóbb évfolyamain a hangsúlyos témakörök a következők: az élőlények és a környezet védelme, a levegőszennyezés, a víz körforgása, a kihalással veszé- lyeztetett fajok, a hangszennyezés és az újrahasznosítás. A címszavak is jól mutat- ják, hogy a kínai természettudományos oktatás a környezetével kapcsolatosan fe- lelősen gondolkodni tudó állampolgárok nevelésére fókuszál. Ezzel párhuzamosan Tanítóképzési Nemzeti Programot is hirdettek, mert hiszik, hogy azok a tanárok tud-

(21)

nak legjobban alkalmazkodni a 15 éves terv új elvárásaihoz, akik már az egyetemen az új szellemnek megfelelő képzést kapnak.

Az ázsiai reformok egyik legfontosabb közös vonása a tantervi tartalmak és mód- szerek különbözősége, illetve az eltérő oktatási struktúrák ellenére az, hogy az elmúlt időszakban a tantervfejlesztők és oktatásszervezők gondolkodása tanárközpontú helyett egyre inkább diákközpontúvá vált, így az oktatási folyamat tényleges fősze- replője a diák lett (Tan, 2016).

Az amerikai, a finn, az ausztrál és néhány ázsiai országra kiterjedő tantervi kitekin- tésünk alapján elmondható, hogy a világ megismeréséhez, a tudományos ismeretek elsajátításához szükséges gondolkodási és kutatási készségek fejlesztése hosszú folyamat, melynek alapozása az óvodában, illetve kisiskoláskorban elkezdődik. Ál- talános tendencia a tanulóközpontú módszerek előtérbe kerülése, a tudományos vizsgálódás elemeinek megjelenése.

A KISISKOLÁSKORI

TERMÉSZETTUDOMÁNYOS NEVELÉS HAZAI KERETEI Tantervi célok, feladatok

A természettudományos nevelés szabályozó dokumentumaiban hazánkban is meg- figyelhető egy nézőpontváltás: az akadémiai jellegű tudás átadása helyett egyre in- kább a mindenki számára releváns természettudományos műveltség kialakítása a cél. Ennek érdekében az érdeklődés felkeltése mellett nagy szerepet kap a hét- köznapi életben is alkalmazható, releváns tudás kialakítása, a gondolkodásfejlesztés, a problémamegoldás, illetve a tudomány működésének, gazdasági, társadalmi sze- repének bemutatása. A témakörök feldolgozása a közvetlen környezetben előfor- duló anyagok, jelenségek, élőlények tanulmányozásával kezdődik, majd a látómezőt egyre szélesítve kerülnek bemutatásra hazánk és világunk tudományos felfedezései, természeti értékei. A testi és lelki egészségre nevelés, az önismeret fejlesztése és a fenntarthatóság kereszttantervi elemként fontos szerepet kap minden természet- tudományos tantárgy tanítása során. További cél a tudományos megismerés mód- szereinek elsajátítása, a tanultak tantárgyon belüli és tantárgyak közötti összekap- csolása, egy integrált természettudományos szemlélet kialakítása, az élethosszig tartó tanulás megalapozása. Mindez elsősorban tanulói aktivitáson alapuló mód- szerek segítségével történik. Mivel kötetünkben a természettudományos gondolko- dás kisiskoláskori fejlesztésére fokuszálunk, így az alábbiakban azt tekintjük át, hogyan jelenik meg a gondolkodásfejlesztés az óvodában, illetve az általános iskola 1–6. évfolyamán a természettudományos nevelés során.

(22)

Az életkori sajátosságokat figyelembe véve már az óvodában megkezdődik az ér- telmi fejlődés tudatos támogatása (Óvodai nevelés országos alapprogramja, 2012).

Elsősorban a gondolkodáshoz szükséges érzékelésnek, észlelésnek, a figyelemnek, az emlékezetnek, a képzeletnek és a kreativitásnak a fejlesztése történik, melynek legfontosabb módszereként a játékot tekintik.

A gondolkodásfejlesztés az általános iskolai nevelés során is fontos szerepet kap.

A Nemzeti alaptanterv (NAT, 2012) kiemeli, hogy a természettudományos nevelés részeként törekedni kell a természettudományos gondolkodás differenciált fejlesz- tésére. A kulcskompetenciák közül elsősorban a digitális kompetencia az informá- ció keresése, feldolgozása, kritikai elemzése révén, a matematikai kompetencia az adatelemzés, a következtetések megfogalmazása révén, illetve a természettudomá- nyos és technikai kompetencia a tudományos megismerés során használt gondol- kodási műveletek miatt hozható kapcsolatba a gondolkodásfejlesztéssel. Az Ember és természet műveltségi terület céljainak és feladatainak ismertetésénél előkerül, hogy a szakismeretek átadásán túl fontos, hogy a diákok átéljék és megértsék a tu- dományos megismerés folyamatát. Jártasságot kell szerezniük a megfigyelésekben, a változók azonosításában és a kísérletezésben, az ezúton szerzett adatok kezelé- sében, elemzésében, a modellalkotásban, a bizonyítékokon alapuló érvelésben, az eredmények kommunikálásában. A megismerés készségein túl olyan alapvető gon- dolkodási műveletek fejlesztése is említésre kerül, mint az összehasonlítás, az osz- tályozás és a valószínűségi gondolkodás. Ezek megvalósításához eszközként olyan módszereket javasol az alaptanterv, melyben a diákok tevékenyen vesznek részt, mint például a problémaalapú tanulás vagy a kooperatív módszerek. A fejlesztés 1–4. évfolyamon elsősorban a Környezetismeret, míg 5–6. évfolyamon a Természet- ismeret tantárgy keretein belül valósulhat meg.

A Nemzeti alaptanterv legújabb változatában (NAT, 2020) a Természettudomány és földrajz műveltségi területhez kötődően megjelenik célként a gondolkodásfej- lesztés. A tudományos megismeréshez és a problémamegoldáshoz szükséges gon- dolkodási képességek és készségek fejlesztésén túl cél a tudomány természetének megértése is. Bár ezt a tanterv nem fejti ki, ennek eléréséhez olyan kérdéseket ér- demes feldolgozni, hogy hogyan keletkeznek a tudományos ismeretek, mennyire megbízhatóak és időtállóak, milyen mértékben befolyásolják a megismerést a tu- dósok elméletei, milyen forrásokból meríthetnek ötleteket a kutatók, milyen etikai szabályokat kell betartaniuk, hogyan zajlik az új felfedezések közzététele, kik és hogyan hagyják jóvá a megállapításokat, milyen hatással van a tudományos kutatá- sokra a társadalom és a kultúra. Az előző alaptantervhez képest hangsúlyosabb az életkori sajátosságoknak és a tanulók érdeklődésének megfelelő természettudo- mányos tartalmak interdiszciplináris megközelítése, illetve a rendszerszintű gondol-

(23)

kodás fejlesztése. A tanítás során továbbra is a tanulói aktivitáson alapuló módsze- reket ajánlott alkalmazni, melyek között említésre kerül a projektmódszer és a kutatásalapú tanulás.

A természettudományos nevelés az eddigiekkel ellentétben nem az 1–2. évfolya- mon, hanem csak a 3–4. évfolyamon kezdődik a Környezetismeret tantárgy kere- tében, majd az 5–6. évfolyamon folytatódik a Természettudomány tantárgy óráin.

A Környezetismeret tantárgy bevezetőjében kiemelésre kerül, hogy „[…] a megis- merési képességek fejlesztése a fő cél, az ismeretanyag pedig az ezek megtanulá- sát, gyakorlását szolgáló eszköz.” (NAT 2020, p. 366). Ebben az életkori szakaszban a megfigyelés, a leírás, az összehasonlítás, a csoportosítás, a mérés, a kommuniká- ció és a vitakészség fejlesztése a kiemelt. A gondolkodásfejlesztés fontosságát jel- zi továbbá az is, hogy a megismerés módszereihez, azon belül a Megfigyelés, ösz- szehasonlítás, csoportosítás, a Mérés, valamint a Kísérletezés egységekhez külön tanulási eredményeket alkottak. A Természettudomány tantárgy a Környezetisme- ret folytatásaként, integrált szemléletű, gyakorlatorientált, kontextusalapú tananyag- fel dolgozáson alapul. A tanulók hétköznapjaiban megjelenő természettudományos problémák feldolgozásán keresztül valósul meg a tudományos alapfogalmak elő- készítése, a gondolkodásfejlesztés, a tudomány természetéről alkotott nézetek ala- kítása és az attitűdformálás. A Környezetismeret tantárgy céljai kiegészülnek a vár- ható eredmények becslésének (hipotézisalkotás), illetve a szintetizáló gondolkodás fejlesztésével is.

Iskolai, tanórán és tantermen kívüli lehetőségek

Ahhoz, hogy a tantervekben meghatározott célok, feladatok megvalósuljanak, cél- szerű minden lehetőséget kihasználni. Nem nehéz észrevenni azt a tendenciát, miszerint a kisiskolások tanítási óráinak száma csökken, miközben az iskolában eltöl- tött idő nem változik, sőt az egész napos iskola lehetőségével növekszik. Ebben a helyzetben módot találhatunk arra, hogy az iskolai infrastruktúrát használva, nem tanórai keretek között tegyünk lépéséket természettudományos foglalkozások szer- vezésére. Ez különösen az 1–2. évfolyamon lenne rendkívül fontos, mivel önálló tan- tárgy keretében a tanulók nem találkoznak természettudományos ismeretekkel, pedig ezt a fogékony, értékes életkori szakaszt is fontos lenne kihasználni. A tanórán és tantermen kívüli természettudományos foglalkozásokhoz, szakkörökhöz, tematikus napokhoz, tematikus hetekhez, projektekhez számos (pl. anyagi, tárgyi) feltétel szükséges, de lelkesedés és szakmai támogatás nélkül biztosan nem valósíthatók meg. Az előbbi más forrásból eredhet, de utóbbiban segíthet e kötet további tanulmá- nyozása. Meggyőződésünk, hogy a közeljövőben egyre nagyobb számban lesznek – különböző tantárgyakhoz kötődően – ilyen formában szerveződő tanulási alkalmak.

(24)

A 2020-as kerettanterv is több órát javasol tantermen kívül: az iskola udvarán, kö- zeli parkban vagy természetközeli helyeken megvalósítani, ahol a gyermekek aktív tevékenységgel, tapasztalatszerzéssel tanulnak.

Iskolán kívüli színterek

Az elmúlt évtizedben különböző formában valósultak meg az iskolán kívüli – intéz- ményes formában történő –, a természettudományos ismeretközvetítést lehetővé tevő fejlesztések. Minden régióban működik interaktív természettudományos központ (pl. Győrben a Mobilis Interaktív Kiállítási Központ, Budapesten a Csodák Palotája, Egerben a Varázstorony, Debrecenben és Szegeden az Agóra, Pécsen a Csodák Pécsi Palotája), ahol kiváló felszereltséggel és lelkes, felkészült szakemberek vezeté sével folyik a természettudományos ismeretterjesztő munka, több helyen tematikus szakkörök (l. pl. Molnár & Papp, 2014; Csiszár, 2019 a, b) formájában is. Országszerte közel hetven, korszerű természettudományos diáklaboratórium fogad tanuló csopor- tokat a kísérleti tapasztalatszerzésen alapuló tanulás lehetőségét kínálva.

Egyre gazdagabb a múzeumok, könyvtárak, nemzeti parkok, fűvészkertek, tanösvé- nyek, állatkertek, vadasparkok által kínált információk, illetve tematikus foglalkozá- sok köre, ahol lehetőség van a tanulócsoportoknak részt venni a tananyaghoz kap- csolódó vagy azt kiegészítő interaktív foglalkozásokon. Ezeknek a foglalkozásoknak nemcsak a motivációs hozadéka magas, de fejleszti a tanulók kognitív és szociális képességeit is (Fűz, 2018). Ezek az intézmények országszerte sokat tesznek azért, hogy a gyermekek mihamarabb kapcsolatba kerüljenek a természettudománnyal, hiszen az itt dolgozók gyorsan felismerték, hogy a természettudományos nevelés nem a közoktatás felsőbb évfolyamainak privilégiuma. Egyre több szakember látja be annak fontosságát, hogy minél fiatalabb korban szükséges a tudományok iránt felkelteni a fiatalok érdeklődését, helyesebben inkább építeni a gyerekek természe- tes kíváncsiságára.

A hazai felsőoktatási intézmények, kutatóintézetek, civil szakmai szervezetek közül is egyre többen foglalkoznak a tudománynépszerűsítéssel és pályaorientációval.

A középiskolás diákok mellett az általános iskolás tanulók „megnyerése” is fontos feladat. Gyakori e szervezetek honlapjain a korosztály számára közérthető cikkek, filmek, interaktivitást igénylő problémafelvetések megjelenése, és rendszeressé kez- denek válni a tematikus rendezvények (nyílt napok, Kutatók Éjszakája, A Tudomány Hete stb.) is.

(25)

IRODALOM

B. Németh, M., Korom, E., & Nagy, L. (2012). A természettudományos tudás nemzetközi és hazai vizsgálata.

In B. Csapó (Ed.), Mérlegen a magyar iskola (pp. 131–190). Budapest: Nemzeti Tankönyvkiadó.

Benedek, M. (2005). A „finn csoda” – és ami mögötte van. Új Pedagógiai Szemle, 55(4).

Bús, E. (2015). Tanárképzés Finnországban. Iskolakultúra, 25(11), 17–28.

Csapó, B. (2015). A kutatásalapú tanárképzés: nemzetközi tendenciák és magyarországi lehetőségek.

Iskolakultúra, 25(11), 3–16.

Csiszár, I. (2019a). Titkok padlása a SzeReTeD Laborban I.: alsósoknak szóló természettudományos foglalkozások ÉLMÉNYE. Tanító, 57(3), 1–4.

Csiszár, I. (2019b). Titkok padlása a SzeReTeD Laborban I.: alsósoknak szóló természettudományos foglalkozások tartalmi keretei. Tanító, 57(4), 1–4.

Darázs, B. (2008). Megújuló törekvések a természettudományos oktatásban.

Szakdolgozat. Szegedi Tudományegyetem.

http://titan.physx.u-szeged.hu/modszertan/oktatas/szakdolgozatok/09Szkd_Fiz_DarazsBarbara.pdf Fűz, N. (2018). Az iskolán kívüli tanórák hatékonyságának megítélése általános iskolás diákok és pedagógusok

körében. Iskolakultúra, 28(8–9), 38–53.

Gao, L. (2004). The Recent Reform of School Science Curriculum in China.

Asia-Pacific Forum on Science Learning and Teaching, 5(2).

http://www.eduhk.hk/apfslt/v5_issue2/foreword/

Hunya, M. (2016). A tantervi szabályozás európai példái.

https://ofi.oh.gov.hu/publikacio/tantervi-szabalyozas-europai-peldai#finno Jenkins, E. W. (2008). School science curriculum reform in China.

www.leeds.ac.uk/educol/documents/174042.doc

Korom, E., & Szabó, G. (2012). A természettudomány tanításának és felmérésének diszciplináris és tantervi szempontjai. In B. Csapó & G. Szabó (Eds.), Tartalmi keretek a természettudomány diagnosztikus értékeléséhez (pp. 93−150). Budapest: Nemzeti Tankönyvkiadó.

http://pedagogus.edia.hu/sites/default/files/termeszettudomany_tartalmi_keretek.pdf Martin, M. O., Mullis, I. V. S., Foy, P., & Hooper, M. (2016). TIMSS 2015 International results in science.

http://timssandpirls.bc.edu/timss2015/international-results/

Molnár, M., & Papp, K. (2014). Természettudományos nevelés kisgyermekkorban – egy példa Szegedről.

Fizikai Szemle, 64(3), 74–79.

National Research Council. 2013. Next Generation Science Standards: For States, By States.

Washington, DC: The National Academies Press.

Nemzeti alaptanterv (2020). Magyar Közlöny, 17, 290–446.

OECD (2019). PISA 2018 Assessment and Analytical Framework. PISA, OECD Publishing, Paris https://doi.org/10.1787/b25efab8-en.

Osborne, J. F., & Dillon, J. (2008). Science Education in Europe. London: Nuffield Foundation.

Óvodai nevelés országos alapprogramja.

https://net.jogtar.hu/getpdf?docid=a1200363.

kor&targetdate=&printTitle=363/2012.+%28XII.+17.%29+Korm.+rendelet

Papp, K. (2001). Ami a számszerű eredmények mögött van… A magyar tanulók fizikatudása egy nemzetközi vizsgálatban. Fizikai Szemle, 51(1), 26–34,

Papp, K., Flach, F., & Molnár, M. (2018). A kisgyermekkori természettudományos nevelés itthon és külföldön – Helyzetkép. Fizikai Szemle, 68(3), 101–107.

Price, R. F. (é.n.). Science Curriculum – A Global Perspective: Science Teaching in China.

http://www.artofteachingscience.org/countries/china.html